CN113572534B

CN113572534B - 一种信号处理方法和装置

Info

Publication number: CN113572534B
Application number: CN202010347348.3A
Authority: CN
Inventors: 赵曼; 邓邦梅; 柴胜钧
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2040-04-28
Also published as: CN113572534A; WO2021218733A1

Abstract

本申请公开了一种信号处理方法和装置，所述方法包括：对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括概率星座图整形PCS处理，且第一数据经过PCS处理后得到第一概率密度函数PDF；根据所述第一PDF确定第一量化参数集合，所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，且每个电平信号对应DAC的电压量程范围中的一个电压值；按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号。本方法基于经过PCS后的信号幅度的概率分布特征，在发端增加了ENOB增强的编码功能，将原均匀量化参数转变成不均匀的第一量化参数集合，以此来提升ENOB的准确性。

Description

一种信号处理方法和装置

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其是涉及一种信号处理方法和装置。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5th generation，5G)和互联网技术(InternetTechnology，IT)向云平台的演进，以及高清晰度的虚拟现实(virtual reality，VR)或增强现实(augmented reality，AR)视频的爆炸式增长，推动了全网光纤传输的建设，比如包括数据中心互联(data center Inter-connect，DCI)及光接入、城域、骨干网、长途陆地线缆和海洋线缆等，并对光网络市场产生了积极影响。

目前，100G(吉)是光传输网络的主流技术，我国已建成世界上最大规模的100G波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)/光传送网(optical transportnetwork，OTN)商用传输网络。在5G、云平台化等高清视频质量需求的推动下，光传输容量从100G往200G、400G、800G/1T+的超高速大容量光传输网方向快速演进。随着光传输容量的激增，使得作为网络基础的光传输网面临更大的压力，一方面需要使用更高的波特率，使波道间隔从50吉赫兹(GHz)往75GHz、100GHz、150GHz、200GHz等不断提升。另一方面也需要持续提升频谱效率(spectral efficiency，SE)，将调制模式从4正交幅度调制(quadratureamplitude modulation，QAM)往16QAM、64QAM、256QAM不断演进。

为了提高波特率，需要提高模数转换器(analog to digital converter，DAC)和数模转换器(digital to analog converter，ADC)的采样频率，将调制模式升级为高阶调制模式，则对量化精度的要求也越高，相应地对DAC或ADC的位宽要求也要提高，这对DAC/ADC的设计带来了巨大的挑战，因此基于现有方案，在满足传输设备需求的情况下，降低对DAC/ADC的采样频率和位宽需求，成为关键。

发明内容

为了在满足传输设备需求的情况下，降低对DAC/ADC的采样频率和位宽需求，本申请提供了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种信号处理方法，该方法可应用于一种网络设备，比如发射机，所述发射机包括：ODSP发射TX模块和数模转换器DAC，该方法包括：对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述的编码调制处理包括：概率星座图整形PCS处理，且第一数据经过PCS处理后得到可以第一概率密度函数PDF；根据第一PDF确定第一量化参数集合，以及按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号。

其中，第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，每个量化参数为相邻的两个电平信号的幅度值之差，且每个电平信号对应DAC的电压量程范围中的一个电压值；该DAC的电压量程范围为0～1Vp2p，Vp2p为电压峰峰值。

本方面提供的方法，基于经过PCS后的信号幅度的概率分布特征，在ODSP发端增加了ENOB增强的编码功能，将原均匀量化参数转变成不均匀的第一量化参数集合，将有限个做定点量化的采样点集中在大概率的电平信号的幅度值上，从而提升ENOB的准确性。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现中，根据第一PDF确定第一量化参数集合，包括；获得与第一PDF对应的第一概率分布函数，将第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；以及确定N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；最后，根据每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第一量化参数集合。

结合第一方面，在第一方面的另一种可能的实现中，上述方法还包括：发送第二信号给DAC。

结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现中，上述方法还包括：发送第一量化参数集合给DAC。

本实现方式中，ODSP发端将第一量化参数集合发送给DAC，使得DAC也利用该第一量化参数集合对定点量化数据进行数模转换，由于ENOB增强的编码功能大于DAC因降低过采样倍数造成的性能损失，所以两者相补偿后ODSP发端输出的信号性能不会变差，反而得到了提升了，从而实现将低采样频率的DAC用于高波特率的ODSP。

结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现中，所述按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号，包括：将第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，利用第二量化参数集合中的B种量化参数对第一信号进行定点量化处理，得到所述第二信号。其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，且A＞B，A、B均为正整数。

结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现中，将第一量化参数集合转换为第二量化参数集合之前，还包括：获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽；计算每个满足第一预设条件的B种类的量化参数集合与第一量化参数集合之间的误差，所述误差为差值的平方和，然后，确定其中误差最小的一个量化参数集合为第二量化参数集合。

本实现方式中，对第一量化参数集合的量化参数种类进行简化，使得简化后的第二量化参数所包含的量化参数的种类减少，便于实现，并且还提高了DAC处理效率。

第二方面，本申请提供还一种信号处理方法，该方法可应用于一种网络设备，比如接收机，所述接收机包括：ODSP接收RX模块和模数转换器ADC，该方法包括：ADC接收发射端发送的第四信号后，将该第四信号模数转换成第三信号，然后传输给ODSP接收RX模块，该ODSP接收RX模块接收ADC输出的第三信号，获得第三信号的第二概率密度函数PDF，根据第二PDF确定第三量化参数集合。

其中，第三量化参数集合中包括至少一个量化参数，每个量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个电平信号对应ADC的电压量程范围中的一个电压值，该ADC的电压量程范围为0～1Vp2p，Vp2p为电压峰峰值。

本实现方式中，在ODSP收端增加了ENOB增强的解码功能，并提供最优量化参数集合给ADC，ADC按照最优量化参数集合对信号进行模数转换，提升了ADC的ENOB。然后将ADC输出数据转换为均匀量化，进行后续的解调解码处理。

结合第二方面，在第二方面的一种可能的实现中，根据第二PDF确定第三量化参数集合，包括：获得与第二PDF对应的第二概率分布函数；将第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第三量化参数集合。

结合第二方面，在第二方面的另一种可能的实现中，上述方法还包括：发送第三量化参数集合给ADC。

结合第二方面，在第二方面的又一种可能的实现中，上述方法还包括：ADC接收来自发射机发送的第五信号，并对第五信号进行模数转换处理输出第六信号，将该第六信号发送给ODSP接收RX模块，ODSP接收RX模块接收ADC输出的第六信号，按照第三量化参数集合对第六信号进行定点量化处理得到第七信号；对第七信号进行解码调制处理得到第一数据。上述解码调制处理包括对第七信号进行PCS逆处理。

结合第二方面，在第二方面的又一种可能的实现中，按照第三量化参数集合对第六信号进行定点量化处理得到第七信号，包括：将第三量化参数集合转换为第四量化参数集合，其中第三量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为C，第四量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为D，且C＞D，C、D均为正整数；利用所述第四量化参数集合中的D种量化参数对第六信号进行定点量化处理，得到第七信号。

结合第二方面，在第二方面的又一种可能的实现中，将第三量化参数集合转换为第四量化参数集合之前，方法还包括：获取满足第二预设条件的所有D种类的量化参数集合，第二预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于ADC的最大输出电压，且每个量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽；计算每个满足第二预设条件的D种类的量化参数集合与第三量化参数集合之间的误差，确定其中误差最小的一个量化参数集合为所述第四量化参数集合。

本实现方式中，对第三量化参数集合的量化参数种类进行简化，使得简化后的第四量化参数所包含的量化参数的种类减少，便于实现，并且还提高了ADC处理效率。

第三方面，本申请提供一种信号处理装置，该装置包括至少一个模块，可以包括接收模块、处理模块、发送模块等。

当所述信号处理装置作为一种信号发射装置时，处理模块用于对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括PCS处理，且第一数据经过PCS处理后得到第一PDF；该处理模块还用于根据第一PDF确定第一量化参数集合，以及按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号。

结合第三方面，在第三方面的一种可能的实现中，处理模块，具体用于获得与第一PDF对应的第一概率分布函数；将第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第一量化参数集合。

结合第三方面，在第三方面的另一种可能的实现中，发送模块用于发送第二信号给DAC。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，发送模块还用于发送第一量化参数集合给DAC。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，处理模块具体用于将第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，且A＞B，A、B均为正整数；并利用第二量化参数集合中的B种量化参数对所述第一信号进行定点量化处理，得到第二信号。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，处理模块还用于将第一量化参数集合转换为第二量化参数集合之前，获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，所述第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽；计算每个满足所述第一预设条件的B种类的量化参数集合与所述第一量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第二量化参数集合。

可选的，当所述信号处理装置作为一种信号接收装置时，接收模块用于接收ADC输出的第三信号，处理模块用于获得第三信号的第二PDF，根据第二PDF确定第三量化参数集合，其中，第三量化参数集合中包括至少一个量化参数，量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应所述ADC的电压量程范围中的一个电压值。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，处理模块用于获得与第二PDF对应的第二概率分布函数，将第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差，根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第三量化参数集合。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，发送模块用于将第三量化参数集合发送给ADC。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，接收模块还用于接收ADC输出的第六信号，处理模块还用于按照第三量化参数集合对第六信号进行定点量化处理得到第七信号；以及对第七信号进行解码调制处理得到第一数据，所述解码调制处理包括对第七信号进行PCS逆处理。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，处理模块具体用于将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合，其中第三量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为C，第四量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为D，且C＞D，C、D均为正整数；以及利用第四量化参数集合中的D种量化参数对第六信号进行定点量化处理，得到所述第七信号。

结合第三方面，在第三方面的又一种可能的实现中，处理模块还用于将第三量化参数集合转换为第四量化参数集合之前，获取满足第二预设条件的所有D种类的量化参数集合，计算每个满足第二预设条件的D种类的量化参数集合与所述第三量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第四量化参数集合。

其中，第二预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述ADC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽。

第五方面，本申请提供还一种发射机，该发射机包括光数字信号处理器ODSP、数模转换器DAC和电光转换器E/O；其中，ODSP为前述第三方面及第三方面各种实现方式所述的信号处理装置，用于实现前述第一方面以及第一方面各种实现方式所述的信号处理方法。

DAC用于接收ODSP发送的数字信号，并将所述数字信号转换成第一模拟电信号。

电光转换器用于接收所述DAC输出的所述第一模拟电信号，并将所述第一模拟电信号转化为第一光信号，以及传输所述第一光信号。

可选的，E/O可以集成在发射机内部，还可以集成在发射机外部，本申请对此不予限制。

第六方面，本申请提供还一种接收机，该接收机包括光电转换器E/O、光数字信号处理器ODSP和模数转换器ADC；其中，所述E/O用于接收第一光信号，将第一光信号转化为第二模拟电信号，并将该第二模拟电信号传输给ADC。

ADC用于接收第二模拟电信号，将该第二模拟电信号转换成数字信号，以及将数字信号传输给ODSP。

ODSP用于接收ADC发送的数字信号，并执行前述第二方面以及第二方面各种实现方式所述的信号处理方法。其中，ODSP为前述第三方面及第三方面各种实现方式所述的信号处理装置。

第七方面，本申请还提供一种处理芯片，包括处理器和存储器，且处理器与存储器耦合，具体地，存储器用于存储计算机程序指令；处理器用于执行存储器中存储的所述指令，以使得所述处理芯片执行前述第一方面及第一方面各种实现方式，或者第二方面及第二方面各种实现方式中的方法。

第八方面，本申请还提供一种网络设备，所述网络设备可以是前述第五方面所述的发射机，或者还可以是前述第六方面所述的接收机。

第九方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有指令，使得当指令在计算机或处理器上运行时，可以用于执行前述第一方面以及第一方面各种实现方式中的方法，或者还可以执行前述第二方面以及第二方面各种实现方式中的方法。

另外，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机指令，当该指令被计算机或处理器执行时，可实现前述第一方面或第二方面的各种实现方式中的方法。

本申请的技术方案，通过提升DAC/ADC处理星座图整形PCS信号的ENOB，抵消了降低ADC/DAC采样频率引入的性能代价，从而实现用低采样率ADC/DAC传输高波特率信号，大幅降低了ADC/DAC的方案设计难度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种光通信系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种由两个网络设备组成的光通信系统的结构示意图；

图3A为本申请实施例提供的一种DAC的过采样倍数与ENOB的关系的曲线图；

图3B为本申请实施例提供的一种ADC的过采样倍数与ENOB的关系的曲线图；

图4为本申请实施例提供的一种降低过采样倍数会影响ODSP的OSNR指标的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种发射机的结构框图；

图6为本申请实施例提供的一种接收机的结构框图；

图7为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的一种经过PCS处理后的电平信号的概率分布的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种概率分布函数的示意图；

图10为本申请实施例提供的一种ENOB增强量化对OSNR指标性能影响的示意图；

图11A为本申请实施例提供的一种采用均匀量化参数集合的示意图；

图11B为本申请实施例提供的一种采用最优量化参数集合的示意图；

图11C为本申请实施例提供的一种采用简化的量化参数集合的示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种信号处理方法的流程图；

图13为本申请实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

在对本申请实施例的技术方案说明之前，首先结合附图对本申请实施例的应用场景进行说明。

本申请技术方案可应用于一种光通信系统，该系统包括至少两个网络设备，如图1所示，包括第一网络设备和第二网络设备，且至少两个网络设备中的每个网络设备，包括：发射机，接收机，转换器和至少一个接口。其中，所述转换器包括：电光转换器(electro-optical converter，E/O)和/或光电转换器(photo-electric converter，O/E)。至少一个所述接口包括光纤接口，一个网络设备可利用光纤接口与另一个网络设备光纤连接。此外，在每个网络设备中还可以包括其他部件，比如处理器、存储器等，本实施例对网络设备的形态和具体结构不予限制。

此外，可选的，所述E/O或者O/E还可以设置在发射机或接收机内，本实施例对此不予限制。

如图2所示，在第一网络设备中包括X偏振发射机和Y偏振发射机，其中每个发射机中包括：光数字信号处理器(optical digital signal processing，ODSP)发射TX模块，简称“ODSP_TX”模块和数模转换器(digital to analog converter，DAC)。对应的，在第二网络设备中包括X偏振接收机和Y偏振接收机，且每个接收机中包括ODSP接收RX模块，简称“ODSP_RX”模块和模数转换器(analog to digital converter，ADC)。此外，上述每个发射机和接收机中还可以包括其他部件，比如天线、射频等。

在第一网络设备中，X偏振发射机和Y偏振发射机除了对信号处理的偏振方向不同之外，其余操作流程都相同，所以可以以其中任意一个发射机为例进行说明。本实施例，假设以X偏振发射机为例，包括以下处理操作：

在发射端，X偏振发射机首先对输入的比特数据进行编码和调制，然后传输给DAC做数模转换。DAC接收之后，按照均匀量化方式将该经过编码和调制的数据转换为模拟电信号，接着再通过E/O将该模拟电信号转换为第一光信号。同理地，Y偏振发射机将接收的比特数据经过编码、调制、数模转换和E/O处理后输出第二光信号，第一光信号与第二光信号合并形成第三光信号，最后将该第三光信号通过光纤传输至第二网络设备。

在接收端，第二网络设备接收经过光纤传输的第三光信号，将该第三光信号分离成X偏振态的光信号(即第一光信号)和Y偏振态的光信号(即第二光信号)，然后将这两个光信号分别送入X偏振接收机和Y偏振接收机。由于每个接收机对信号处理过程也相同，所以可以以其中一路信号为例进行说明，假设以第一光信号输入至X偏振接收机为例，当O/E接收到X偏振态的光信号后，先将该第一光信号转换为电信号，然后再传输至X偏振接收机。X偏振接收机到该电信号后，先利用ADC对该电信号进行采样和均匀量化处理，并将该电信号转换为数字信号，然后对该数字信号进行解码、解调处理，最后恢复出第一网络设备发送的比特数据。

在上述第一网络设备和第二网络设备对信号的处理过程中，无论是DAC还是ADC一般都采用较低的采样频率，即降低ADC/DAC采样频率相对于信号波特率的过采样倍数，从而降低ADC/DAC的设计难度，保证当前各网络设备中的ADC/DAC能够正常工作。比如，以200G波道间隔的180G波特率为例，将过采样倍数从1.25倍(1.25x)降低到1.125倍(1.125x)时，ADC/DAC的采样频率可以从225GSPS(Giga Sample Per Second，吉伽每秒)降低到202.5GSPS，降低了22.5GSPS。本实施例中，“1.25x”表示1.25倍过程采样倍数，“1.125x”表示1.125倍过程采样倍数。

其中，过采样是指使用大于奈奎斯特采样频率的频率对输入信号进行采样。假设信号波特率为fb，若将ADC或DAC的采样频率提高到R×fb，即R倍的波特率，则“R”为过采样倍数，并且R＞1，由此得到过采样倍数与采用频率的对应关系为：

过采样倍数＝采样频率/波特率

其中，波特率是指数据信号对载波的调制速率，可用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示，即每秒调制的符号数，其单位是波特(Baud，symbol/s)。波特率是衡量传输通道频宽的指标。

当过采样倍数降低时，信号波特率与ADC/DAC采样频率的比值会等比增大，造成信号带宽往ADC/DAC采样频率的高频区间扩展，进而在ADC/DAC会发生时钟抖动、非线性失真、通道不一致等现象，造成传输信号带宽内的有效位数(effective number of bits，ENOB)下降，传输性能降低。如图3A所示的DAC的ENOB曲线和图3B所示的ADC的ENOB曲线可见，过采样倍数从1.25x降低到1.125x后，信号带宽内的ENOB也随之下降。

此外，ENOB下降还会影响ODSP的收发性能。如图4所示，在相同的比特误码率(biterror rate，BER)门限值下，对应1.125x的光信噪比(optical signal noise ratio，OSNR)大于1.25x的OSNR，因此在同一BER门限值下过采样倍数越低，OSNR越高，传输性能越差。

高波特率所需要的ADC/DAC的采样频率过高，造成ADC/DAC的设计难度大。若是用通过降低过采样倍数的方法来避免采样频率过高，则会带来ENOB下降，劣化ODSP的传输性能。因此本申请的技术方案是为了要达到在相同的信号波特率下，保证一定的传输性能，同时还可以降低ADC/DAC的采样频率。

为了无损地降低ADC/DAC的采样频率，本实施例的技术方案中，在发射机的ODSP_TX模块中增加了ENOB增强的编码功能，如图5所示。同样地，在接收机的ODSP_RX模块中增加了ENOB增强的解码功能，如图6所示，使得在ADC/DAC的数据比特位宽不变的情况下，通过ENOB增强的编码和解码功能，将数据的定点量化与信号的分布特征完全匹配，提升DAC和ADC处理时的ENOB，进而抵消了降低过采样倍数带来的性能劣化，达到性能无损的降低DAC/ADC的采样频率的有益效果。

下面对本实施例的技术方案进行详细说明。

本实施例提供了一种信号处理方法，该方法可应用于ODSP_TX模块，且所述ODSP_TX模块位于第一网络设备中，如图7所示，方法包括：

101：ODSP_TX模块对第一数据进行编码调制处理后输出第一信号。

其中，所述第一数据为待发送业务的比特数据。所述编码调制处理包括：概率星座图整形(probability constellation shaping，PCS)、前向纠错编码(feedforward errorcorrection，FEC)和信道调制等一系列处理。

具体地，如图5所示，ODSP_TX模块将第一数据经过PCS处理后得到第一概率密度函数(probability density function，PDF)，由于该第一PDF所对应的电平信号的幅度值逼近于高斯分布曲线，所以本实施例以高斯分布曲线为例来做量化处理。如图8所示，为经过PCS处理后的信号仿真图，该信号仿真图示出了电平信号的幅度值与概率密度函数PDF之间的对应关系，其中纵坐标表示PDF，横坐标表示电平信号的幅度值，信号仿真曲线上的每一点表示一个电平信号的幅度值位于某一区间中的概率，所以ODSP_TX模块对第一数据做PCS处理之后得到第一PDF，所述第一PDF也可称为第一概率分布。

所述电平信号的幅度值范围对应DAC的电压满量程，所述DAC的电压满量程可表示为电压峰峰值(Voltage Peak to Peak，Vp2p)。如图8所示，PDF呈不等概率分布，且电平信号的幅度值呈中间高、两边低的趋势。比如电平信号的幅度值在0.4至0.6Vp2p区间出现的概率较大，对应的PDF值越高；电平信号的幅度值在0至0.2Vp2p，0.8至1Vp2p区间出现的概率较小。

可选的，所述第一PDF表示为P1。

在步骤101中所述FEC和信道调制的处理过程包括：ODSP_TX模块对第一数据进行信道编码和调制，然后将经过FEC编码和调制的数据映射成正交幅度调制(quadratureamplitude modulation，QAM)信号，并进行脉冲成型处理，输出第一信号。其中，所述第一信号是按照均匀量化参数对第一数据进行量化后输出的信号。

另外，需要说明的是，在所述编码调制过程中，仅在PCS处理后输出第一PDF，在所述FEC编码和信道调制过程中不会对所述第一PDF产生影响。

102：根据所述第一PDF确定第一量化参数集合。

所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差。可选的，所述量化参数又称为量化间隔(quantization interval)。

示例性的，所述第一量化参数集合表示为Q1。电平信号的幅度值表示为y，则N个电平信号所对应的幅度值为y1，y2，y3，……，yN，第一量化参数集合Q1＝{△Y1，△Y2，△Y3,……，△YN}，其中，△Y1＝y2-y1，△Y2＝y3-y2，△YN＝yN-yN-1，N为正整数，且N≥2。

具体地，步骤102包括：

102-1，获得与所述第一PDF对应的第一概率分布函数。

其中，所述第一概率分布函数可通过对第一PDF做积分运算后获得，如图9所示，为经过积分运算后得到的一种概率分布函数的示意图。其中，纵坐标表示概率的累积分布函数(Cumulative Distribution Function)，横坐标表示电平信号的幅度值，范围是Vp2p。

102-2，将所述第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1。

其中，所述定点量化个数表示为N，N与数据的比特位宽相关，所述数据的比特位宽由ODSP_TX模块内部处理能力决定，假设数据的比特位宽为M，M为正整数且M≥1，则定点量化个数为N＝2^M。例如比特位宽M为4比特(bit)时，定点量化个数N为2⁴，即16个。

所述DAC的电压满量程范围为Vp2p，该Vp2p由DAC内部确定，且所述DAC的Vp2p与定点量化个数N之间具备对应关系。具体地，N个定点量化数对应N个取值，即对应N个电平信号，每个电平信号对应DAC的电压量程范围中的一个电压值。

需要说明的是，本实施例以DAC的电压满量程范围为例，还可以是电流满量程范围，即Ip2p，其中，I表示电流(current)。

所述等间隔是指对第一概率分布函数的概率做均匀等分，比如图9所示，将概率的累积分布函数从0至1均匀分配16份，得到16个取值。

102-3，确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差。

其中，每个取值与电平信号的幅度值之间的对应关系可通过图9所示的概率分布函数表示：

其中，F(x)为所述概率分布函数，f(t)为所述概率密度函数(PDF)，x为电平信号的幅度值，单位为Vp2p。

按照均匀分配规则将第一概率分布函数所对应的电压量程范围分配N份，比如将第一概率分布函数按照等间隔分配后的16(N＝16)份后，得到16个取值，然后再通过关系式(1)找到每个取值所对应的电平信号的幅度值，所述电平信号的幅度值为关系式(1)的曲线上的一个取值所对应的横坐标。比如，取值1/16对应的电平信号的幅度值为y1，取值为2/16对应的电平信号的幅度值为y2，取值16/16对应的电平信号的幅度值为yN。每相邻两个电平信号的幅度值之差为△Y1＝y2-y1，△Y2＝y3-y2，……，△YN＝yN-yN-1。

102-4，根据所述每相邻两个信号幅度值之差确定所述第一量化参数集合。

所述第一量化参数集合Q1包含N个量化参数，N个量化参数对应N+1个电平信号的幅度值。若所述量化参数表示为△Y，则所述第一量化参数集合Q1＝{△Y1，△Y2，△Y3,……，△YN}。

103：按照第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号。所述第二信号为最优量化的信号。

具体地，ODSP_TX模块按照第一量化参数集合Q1对ODSP_TX模块输出的第一信号进行定点量化处理得到第二信号，然后将所述第二信号发送给DAC。其中，ODSP_TX模块做定点量化处理过程可参见一般的定点量化处理流程，本实施例对定点量化过程不详细描述。

此外，本实施例的方法还包括：ODSP_TX模块将所述第一量化参数集合发送给DAC。对应的，所述DAC接收所述第一量化参数集合。

104：DAC按照第一量化参数集合对ODSP_TX模块输出的所述第二信号进行数模转换，得到模拟电信号，比如第一模拟电信号，并将该第一模拟电信号发送给E/O。

其中，DAC可以按照1.25x过采样倍数对接收的第二信号进行采样处理，或者还可以按照1.125x过采样倍数做采样，并对采样后的数据做数模转换。

E/O接收DAC输出的第一模拟电信号，并将其转换为光信号，比如第一光信号，最后将该第一光信号通过光纤传输给第二网络设备。

示例性的，以180GB波特率为例，通过ENOB增强的编码功能，可以完全抵消ADC过采样倍数从1.25x降低到1.125x时带来的ENOB损失，实现性能无损的降低ADC过采样倍数，采样频率可以降低了22.5GSPS。性能仿真结果如图10所示，其中ADC数据的比特位宽为5比特，信号调制模式为64QAM，PCS的熵为5.87，FEC的门限值为4E-2。过采样倍数从1.25x降低到1.125x时OSNR性能恶化了0.5dB，采用1.125x过采样倍数与ENOB增强编码相结合的方案后，OSNR性能改善了1dB，相对于原来的1.25x过采样倍数方案不仅完全消除了性能代价，还额外提升了0.5dB。

本实施例提供的方法，基于经过PCS后的信号幅度的概率分布特征，在ODSP发端增加了ENOB增强的编码功能，将原均匀量化参数转变成不均匀的第一量化参数集合，将有限个做定点量化的采样点集中在大概率的电平信号的幅度值上，从而提升ENOB的准确性。

另外，ODSP发端的DAC也利用该第一量化参数集合对定点量化数据进行数模转换，由于ENOB增强的编码功能大于DAC因降低过采样倍数造成的性能损失，所以两者相补偿后ODSP发端输出的信号性能不会变差，反而得到了提升了，从而实现将低采样频率的DAC用于高波特率的ODSP。

可选的，在上述步骤102中，ODSP_TX模块确定第一量化参数集合后，如果第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类较多，则实现困难，所以需要对第一量化参数集合中量化参数的种类简化，比如将第一量化参数集合所包含的A种量化参数简化为B种，其中，A＞B，A和B均为正整数。

例如，以数据的比特位宽为M＝4举例，量化参数的个数N为16，DAC的满量程为一个电压峰峰值Vp2p，如图11A所示，按照均匀分配规则得到16个电平信号的幅度值分别为[1/16，2/16，……,15/16，1]*Vp2p，相邻的两个电平信号的幅度值之差都为1/16*Vp2p，此时量化参数的种类为1种。

如果按照前述步骤102中确定的第一量化参数集合Q1进行定点量化处理，如图11B所示，得到16个电平信号的幅度值分别为[21/64，95/256，205/512，217/512，57/128，475/1024，247/512，0.5，……,43/64，1]*Vp2p，由于从0至0.5Vp2p，0.5至1Vp2p两段区间对称，所以以一边0至0.5Vp2p为例，计算相邻两个电平信号的幅度值之差为：

△Y1＝21/64-0，△Y2＝95/256-21/64，△Y3＝205/512-95/256，△Y4＝217/512-205/512，△Y5＝57/128-217/512，△Y6＝475/1024-57/128，△Y7＝247/512-475/1024，△Y8＝0.5-247/512，则得到第一量化参数集合Q1＝{△Y1，△Y2，……,△YN}*Vp2p＝{336/1024，44/1024，30/1024，24/1024，22/1024，19/1024，19/1024，18/1024，19/1024，19/1024，22/1024，24/1024，30/1024，44/1024，336/1024}*Vp2p。

假设第一量化参数集合Q1中包含量化参数的种类为A，则上述Q1中对应的量化参数的种类A数量为7，即A＝7。

假设第二量化参数集合Q2为简化后的最优量化参数集合，Q2包含的量化参数种类数量为B种，如图11C所示，将种类A转变为种类B的过程，包括：

第一步，ODSP_TX模块获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合。所述第一预设条件包括条件1和条件2，进一步地，

条件1：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，所述DAC的最大输出电压为满量程范围Vp2p中的电压最大值。

条件2：每个量化参数集合中所包含的量化参数的个数等于2^M，M为数据的比特位宽。

第二步，ODSP_TX模块计算每个满足所述第一预设条件的B种类的量化参数集合与所述第一量化参数集合之间的误差，

第三步，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第二量化参数集合。

示例性的，假设简化后的第二量化参数集合Q2中包含3种量化参数，B＝3，A＝7，数据比特位宽M＝4，则定点量化个数N＝16，当B＝3时，满足上述第一预设条件的量化参数集合可以是6个，因为量化参数A₃ ³共有6种组合。可以根据误差和最小的原则在满足上述“条件1”和“条件2”的6个量化参数集合中确定一个，作为所述第二量化参数集合。

示例性的，一种实施方式是当B＝3时，划分的三种量化参数分别是：2^(-M-1)、2^(-M)、2^(-M+1)。对于图11C所示，M＝4时，3种量化参数分别是：2^(-M-1)＝2^(-4-1)＝2^-5＝1/32，2^(-M)＝2^(-4)＝1/16，2^(-M+1)＝2^(-4+1)＝2^-3＝1/8。

计算该量化参数集合与图11B所示的第一量化参数集合之间的误差为：

D_误差＝(y1′-y1)²+(y2′-y2)²+(y3′-y3)²+......+(yN′-yN)²

其中，D_误差为被选择的一个量化参数集合与第一量化参数集合的误差，y1’，y2’，y3’，……，yN’为所述被选择的量化参数集合所对应的N个电平信号的幅度值，y1，y2，y3，……，yN为第一量化参数集合所对应的N个电平信号的幅度值。

本实施例中，根据图11B和图11C所示的两个量化参数集合之间的误差为，

同理地，计算其余5个量化参数集合分别与第一量化参数集合的误差，然后筛选出其中误差最小的集合为所述第二量化参数集合。

然后，ODSP_TX模块按照简化的第二量化参数集合的种类B对第一数据进行定点量化处理，具体处理过程与前述步骤103相同。

应理解，在前述“第二步”中，还可以通过其他方式从多个量化参数集合中选择一个作为第二量化参数集合。

本实施例中，对第一量化参数集合的量化参数种类进行简化，使得简化后的第二量化参数所包含的量化参数的种类减少，便于实现，并且还提高了DAC/ADC处理效率。

本实施例提供的方法，还包括在接收端对信号的处理过程，与前述发射端的过程相似，如图12所示，具体包括：

201：ODSP_RX模块向ADC发送第三量化参数集合。对应的，ADC接收ODSP_RX模块发送的第三量化参数集合，所述第三量化参数集合表示为Q3。

具体地：第二网络设备接收第一网络设备发送的光信号，比如第一光信号，将该第一光信号经过O/E转换为电信号后，比如第四信号，然后发送给ADC。

201-1：ADC接收来自O/E传输的电信号(第四信号)后，按照均匀的量化参数对接收的第四信号进行模数转换，得到一个数字信号，比如第三信号，然后将该第三信号发送给ODSP_RX模块。

201-2：ODSP_RX模块接收所述第三信号，获得所述第三信号所对应的第二概率密度函数PDF。所述第二PDF所对应的电平信号的幅度值呈高斯曲线分布。

可选的，所述第二PDF可表示为P2。

201-3：ODSP_RX模块根据所述第二PDF确定第三量化参数集合Q3，并将该第三量化参数集合Q3发送给所述ADC。

其中，所述第三量化参数集合Q3中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应所述ADC的电压量程范围中的一个电压值，所述ADC的电压量程范围为(0～1)Vp2p。

由于第一网络设备发送的光信号经过光纤传输后，在第二网络设备的接收机仍然保持高斯曲线分布特征，因此可以通过与前述步骤102相同的方法确定第三量化参数集合Q3，具体地，包括：

获得与第二PDF对应的第二概率分布函数，将所述第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；以及根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第三量化参数集合Q3。具体的过程可参见前述102，本实施例此处不再赘述。

202：ADC按照第三量化参数集合Q3对接收的O/E输出的另一电信号，比如第五信号进行模数转换得到第六信号，并将所述第六信号发送给ODSP_RX模块。

203：ODSP_RX模块接收所述ADC输出的第六信号，根据第三量化参数集合Q3对所述第六信号进行定点量化处理，得到第七信号。

204：ODSP_RX模块对经定点量化处理的信号，比如第七信号进行解码调制处理，所述解码调制过程与发射端的编码调制过程互逆，可以包括信道解调、FEC解码和PCS逆处理等，处理后得到比特数据。所述比特数据为前述ODSP_TX模块发送的第一数据。

可选的，在步骤203使用第三量化参数集合Q3进行定点量化处理时，还包括，对第三量化参数集合Q3进行简化，得到第四量化参数集合Q4，其中，所述Q4所包含的量化参数种类小于Q3所包含的量化参数的种类。比如，Q3所包含的量化参数种类为C，Q4所包含的量化参数种类D，则D＜C，C和D均为正整数。

其中，ODSP_RX模块获取满足第二预设条件的所有C种类的量化参数集合。所述第二预设条件包括条件3和条件4，进一步地，

条件3：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述ADC的最大输出电压。

条件4：每个量化参数集合中所包含的量化参数的个数等于2^M，M为数据的比特位宽。

然后，ODSP_RX模块计算每个满足所述条件3和条件4的D种类的量化参数集合与所述第三量化参数集合Q3之间的误差，确定所述第四量化参数集合Q4为所有所述误差中最小的一个量化参数集合。具体方法与前述实施例的“第二步”和“第三步”相同，此处不再赘述。

本实施例在ODSP收端增加了ENOB增强的解码功能，并提供最优量化参数集合给ADC，ADC按照最优量化参数集合对信号进行模数转换，提升了ADC的ENOB。然后将ADC输出数据转换为均匀量化，进行后续的解调解码处理。

本实施例通过提升DAC/ADC处理星座图整形PCS信号的ENOB，抵消了降低ADC/DAC采样频率引入的性能代价，从而实现用低采样率ADC/DAC传输高波特率信号，大幅降低了ADC/DAC的方案设计难度。

下面介绍与上述方法实施例对应的装置实施例。

图13为本申请实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图。所述装置可以前述实施例中的一种ODSP_TX模块，或者ODSP_RX模块，或者是一种包含ODSP_TX模块或ODSP_RX模块功能的一种芯片。

具体地，如图13所示，该装置可以包括：接收模块1301、处理模块1302和发送模块1303。此外，所述装置还可以包括存储模块等其他的单元或模块。

其中，当所述装置作为一种ODSP_TX模块时，处理模块1302，用于对第一数据进行编码调制处理后得到第一信号，根据所述第一PDF确定第一量化参数集合，所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应DAC的电压量程范围中的一个电压值；按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号。

其中，所述编码调制处理包括PCS处理，且所述第一数据经过所述PCS处理后得到第一概率密度函数PDF。

发送模块1303，用于发送所述第二信号给所述DAC。

此外，发送模块1303，用于发送所述第一量化参数集合给所述DAC。

可选的，在一种具体的实现方式中，处理模块1302，具体用于获得与所述第一PDF对应的第一概率分布函数；将所述第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差，以及根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第一量化参数集合。

可选的，在另一种具体的实现方式中，处理模块1302具体用于将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，利用所述第二量化参数集合中的B种量化参数对所述第一信号进行定点量化处理，得到所述第二信号；其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，且A＞B，A、B均为正整数。

可选的，在又一种具体的实现方式中，处理模块1302还用于获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，计算每个满足所述第一预设条件的B种类的量化参数集合与所述第一量化参数集合之间的误差，确定所述第二量化参数集合为所有所述误差中最小的一个量化参数集合。

其中，所述第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据比特位宽。

另外，当所述装置作为一种ODSP_RX模块时，接收模块1301，用于接收经过模数转换器ADC转换的第三信号，所述第三信号由所述ADC按照均匀量化参数对第四信号做模数转换后得到；处理模块1302，用于获得所述第三信号的第二概率密度函数PDF，根据所述第二PDF确定第三量化参数集合，所述第三量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差；所述第二PDF所对应的电平信号的幅度值分布呈高斯曲线分布；发送模块1303，用于向所述ADC发送所述第三量化参数集合。

可选的，在一种具体的实现方式中，处理模块1302，具体用于获得与所述第二PDF对应的第二概率分布函数，将所述第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差，根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第三量化参数集合。

可选的，在另一种具体的实现方式中，处理模块1302，还用于将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合之前，获取满足第二预设条件的所有D种类的量化参数集合，计算每个满足所述第二预设条件的D种类的量化参数集合与所述第三量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第四量化参数集合。

可选的，在另一种具体的实现方式中，接收模块1301，还用于接收所述ADC发送的第六信号，所述第六信号由所述ADC对接收的第五信号进行模数转换处理后输出；处理模块1302还用于按照所述第三量化参数集合对所述第六信号进行定点量化处理得到第七信号，对所述第七信号进行解码调制处理，比如包括信道解调、前向纠错编码FEC解码和概率星座图整形PCS解整形处理等得到第一数据。

本实施例提供的装置，通过提升DAC/ADC处理星座图整形PCS信号的ENOB，抵消了降低ADC/DAC采样频率引入的性能代价，从而实现用低采样率ADC/DAC传输高波特率信号，大幅降低了ADC/DAC的方案设计难度。

另外，在具体硬件实现中，本实施例还提供了一种网络设备，可用于实现前述实施例中的信号处理方法。

具体地，图14示出了网络设备的结构示意图。该网络设备可以包括收发器141、处理器142、存储器143、传输总线144和至少一个接口145，此外，还可以包括：E/O，O/E，传感器模块，摄像头等其他部件。在本申请另一些实施例中，该网络设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

其中，收发器141包括发射机1411和接收机1412，所述发射机1411为如图5所示的发射机，可用于实现ODSP_TX模块的全部功能。其中，所述ODSP_TX模块中可以包括但不限于：PCS整形模块、FEC编码模块、信道调制模块、ENOB增强的编码模块等。

具体地，当网络设备作为一种发射机时，所述发射机包括：ODSP、DAC和电光转换器E/O。其中，所述ODSP为前述实施例所述的信号处理装置，可用于实现ODSP_TX模块的全部功能。所述DAC用于接收所述ODSP发送的数字信号，并将所述数字信号转换成第一模拟电信号；所述E/O用于接收所述DAC输出的所述第一模拟电信号，并将第一模拟电信号转化为第一光信号，以及传输所述第一光信号。

类似地，所述接收机1412为如图6所示的接收机，可用于实现ODSP_RX模块的全部功能。其中，所述ODSP_RX模块中可以包括但不限于：PCS解整形模块、FEC解码模块、信道解调模块、ENOB增强的解码模块等。

具体地，当网络设备作为一种接收机时，所述接收机包括光电转换器O/E、ODSP和ADC。其中所述O/E用于接收发射机发送的第一光信号，将所述第一光信号转化为第二模拟电信号，并将所述第二模拟电信号传输给ADC；所述ADC用于接收第二模拟电信号，将所述第二模拟电信号转换成数字信号，以及将所述数字信号传输给所述ODSP；所述ODSP为前述实施例所述的信号处理装置，可用于实现ODSP_RX模块的全部功能。

处理器142可以包括一个或多个处理模块，例如：处理器142可以包括调制解调处理器，信号处理器，控制器等。其中，不同的处理模块可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

处理器142中还可以设置存储器143，用于存储程序指令和数据。在一些实施例中，处理器142中的存储器143为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器142刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器142需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用，避免重复存取，减少了处理器142的等待时间，因而提高了系统的效率。

在一些实施例中，所述至少一个接口可以包括光纤接口，集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。其中的光纤接口可用于连接光纤，使其与接收机相连接。

存储器143可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。此外，存储器143可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。处理器142通过运行存储在内部存储器143的指令，和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令，执行各种功能应用以及信号处理。

可选的，本实施例还提供一种处理芯片，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序指令；所述处理器用于执行存储器中存储的所述指令，以使得该处理芯片执行前述图7或图12所述的方法。

其中，在计算机加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请上述各个实施例所述方法流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。

此外，本申请实施例还提供了一种光通信系统，该系统包括两个或两个以上网络设备，用于实现前述实施例中的信号处理方法。每个所述网络设备的结构可以与图14所示的网络设备的结构相同。

此外，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的信号处理方法的部分或全部步骤。所述的存储介质包括但不限于磁碟、光盘、只读存储记忆体(read only memory，ROM)或随机存储记忆体(random access memory，RAM)等。

在上述实施例中，可以全部或部分通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。

另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims

1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括概率星座图整形PCS处理，且所述第一数据经过所述PCS处理后得到第一概率密度函数PDF；

获得与所述第一PDF对应的第一概率分布函数；

将所述第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；

确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；

根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第一量化参数集合，所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应数模转换器DAC的电压量程范围中的一个电压值；

按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送所述第二信号给所述DAC。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送所述第一量化参数集合给所述DAC。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号，包括：

将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，且A＞B，A、B均为正整数；

利用所述第二量化参数集合中的B种量化参数对所述第一信号进行定点量化处理，得到所述第二信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合之前，还包括：

获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，所述第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽；

计算每个满足所述第一预设条件的B种类的量化参数集合与所述第一量化参数集合之间的误差，

确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第二量化参数集合。

6.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收模数转换器ADC输出的第三信号，所述第三信号由所述ADC对接收的第四信号进行模数转换后输出；

获得所述第三信号的第二概率密度函数PDF；

获得与所述第二PDF对应的第二概率分布函数；

将所述第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；

根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第三量化参数集合，所述第三量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应所述ADC的电压量程范围中的一个电压值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送所述第三量化参数集合给所述ADC。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述ADC输出的第六信号，所述第六信号由所述ADC对接收的第五信号进行模数转换后输出；

按照所述第三量化参数集合对所述第六信号进行定点量化处理得到第七信号；

对所述第七信号进行解码调制处理得到第一数据，所述解码调制处理包括对所述第七信号进行概率星座图整形PCS逆处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述按照所述第三量化参数集合对所述第六信号进行定点量化处理得到第七信号，包括：

将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合，其中第三量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为C，第四量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为D，且C＞D，C、D均为正整数；

利用所述第四量化参数集合中的D种量化参数对所述第六信号进行定点量化处理，得到所述第七信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合之前，还包括：

获取满足第二预设条件的所有D种类的量化参数集合，所述第二预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述ADC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽；

计算每个满足所述第二预设条件的D种类的量化参数集合与所述第三量化参数集合之间的误差，

确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第四量化参数集合。

11.一种信号处理装置，其特征在于，包括：处理模块，

所述处理模块，用于对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括概率星座图整形PCS处理，且所述第一数据经过所述PCS处理后得到第一概率密度函数PDF；

所述处理模块，还用于获得与所述第一PDF对应的第一概率分布函数；将所述第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第一量化参数集合，以及按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号；

其中所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应数模转换器DAC的电压量程范围中的一个电压值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括发送模块，

所述发送模块，用于发送所述第二信号给所述DAC。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，

所述发送模块，还用于发送所述第一量化参数集合给所述DAC。

14.根据权利要求11-13任一项所述的装置，其特征在于，

所述处理模块，具体用于将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，且A＞B，A、B均为正整数；并利用所述第二量化参数集合中的B种量化参数对所述第一信号进行定点量化处理，得到所述第二信号。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，

所述处理模块，还用于将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合之前，获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，所述第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽；计算每个满足所述第一预设条件的B种类的量化参数集合与所述第一量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第二量化参数集合。

16.一种信号处理装置，其特征在于，包括：接收模块和处理模块，

所述接收模块，用于接收模数转换器ADC输出的第三信号，所述第三信号由所述ADC对接收的第四信号进行模数转换后输出；

所述处理模块，用于获得所述第三信号的第二概率密度函数PDF，获得与所述第二PDF对应的第二概率分布函数，将所述第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差，根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第三量化参数集合，所述第三量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应所述ADC的电压量程范围中的一个电压值。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括发送模块，

所述发送模块，用于将所述第三量化参数集合发送给所述ADC。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，

所述接收模块，还用于接收所述ADC输出的第六信号，所述第六信号由所述ADC对接收的第五信号进行模数转换后输出；

所述处理模块，还用于按照所述第三量化参数集合对所述第六信号进行定点量化处理得到第七信号；以及对所述第七信号进行解码调制处理得到第一数据，所述解码调制处理包括对所述第七信号进行概率星座图整形PCS逆处理。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，

所述处理模块，具体用于将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合，其中第三量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为C，第四量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为D，且C＞D，C、D均为正整数；以及利用所述第四量化参数集合中的D种量化参数对所述第六信号进行定点量化处理，得到所述第七信号。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，

所述处理模块，还用于将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合之前，获取满足第二预设条件的所有D种类的量化参数集合，计算每个满足所述第二预设条件的D种类的量化参数集合与所述第三量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第四量化参数集合；

其中，所述第二预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述ADC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2^M，M为数据的比特位宽。

21.一种发射机，其特征在于，包括光数字信号处理器ODSP、数模转换器DAC和电光转换器；

所述ODSP为如权利要求11至15中任一项所述的信号处理装置；

所述DAC用于接收所述ODSP发送的数字信号，并将所述数字信号转换成第一模拟电信号；

所述电光转换器用于接收所述DAC输出的所述第一模拟电信号，并将所述第一模拟电信号转化为第一光信号，以及传输所述第一光信号。

22.一种接收机，其特征在于，包括光电转换器、光数字信号处理器ODSP和模数转换器ADC；

所述光电转换器用于接收第一光信号，将所述第一光信号转化为第二模拟电信号，并将所述第二模拟电信号传输给所述ADC；

所述ADC用于接收所述第二模拟电信号，将所述第二模拟电信号转换成数字信号，以及将所述数字信号传输给所述ODSP；

所述ODSP为如权利要求16至20中任一项所述的信号处理装置。

23.一种处理芯片，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器耦合，其特征在于，

所述存储器，用于存储计算机程序指令；

所述处理器，用于执行所述存储器中存储的所述指令，以使得所述处理芯片执行如权利要求1至10中任一项所述的方法。

24.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，

当所述计算机程序指令被运行时，实现如权利要求1至10中任一项所述的方法。